CN112885686B - 一种像增强器抗电磁干扰的管壳电磁屏蔽层及其制备方法 - Google Patents

一种像增强器抗电磁干扰的管壳电磁屏蔽层及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种像增强器抗电磁干扰的外壳电磁屏蔽层及其制备方法。该电磁屏蔽层为从内到外依次由导电漆层、电镀铜层和化学镀锡层组成的复合金属层。该方法包括：a)将像增强器外壳清洗并烘干；b)外壳外表面用喷枪喷涂导电漆干燥；c)配制电镀铜溶液；d)在c)溶液中放入磁力搅拌子和外壳，将溶液升温，并在外壳上通电镀覆，镀覆一定时间后将外壳从溶液中取出，并用去离子水清洗后进行烘干；e)配制化学镀锡溶液；f)在e)溶液中放入外壳，将溶液升温镀覆一定时间后将外壳从溶液中取出，并用去离子水清洗后将外壳烘干，即制备出一种像增强器外壳的电磁屏蔽层。本发明所制备的外壳电磁屏具有良好的附着性和电磁屏蔽性能。

Description

一种像增强器抗电磁干扰的管壳电磁屏蔽层及其制备方法
技术领域
本发明涉及微光像增强器技术领域，尤其涉及一种像增强器抗电磁干扰的外壳电磁屏蔽层及其制备方法。
背景技术
在微光夜视技术领域中，微光像增强器是微光夜视仪的核心器件。传统意义上影响像增强器工作稳定性的主要因素是入射光强度，要求像增强器能够适应10-4～104lx甚至更宽的光照范围，并且要求其在强闪光的严峻环境下仍能清晰成像。
自动门控高压电源技术的出现使像增强器的动态范围和使用寿命得到极大改善，同时解决了像增强器在强光下成像的问题。但随着高新技术不断发展，不断出现诸如强电磁环境等电磁干扰或是特定强电磁脉冲信号，会导致像增强器出现闪烁、熄灭和高亮灯异常现象，严重影响观察使用，因此电磁屏蔽效能逐渐成为保证微光像增强器工作稳定性的重要因素。2019年，一种微光像增强器电磁兼容设计方法：201910714998.4被提出，该专利分别从高压电源、像增强管、外壳的电磁兼容性进行设计，但并未系统地对像增强器塑料外壳抗电磁干扰的电磁屏蔽层制备方法及性能进行研究。
目前的像增强器外壳一般采用壁厚薄、质量轻、绝缘耐高压的塑料，无电磁屏蔽作用，外壳无法直接输入大地，容易对外辐射干扰导致RE102试验超标，同时也容易受到外界辐射的影响，导致RS103试验时出现工作异常。除此，像增强器塑料外壳的可焊接性不佳，电源导线只能从外壳内引出，这对像增强器和后续整管的装配具有一定地影响。
因此，需要提供一种像增强器抗电磁干扰的外壳电磁屏蔽层，旨在提高像增强器的抗电磁干扰能力和增强像增强器外壳的可焊接能力。
发明内容
本发明要解决的技术问题为：制备一种抗电磁干扰的外壳电磁屏蔽层，应用于像增强器，使得像增强器具有抗电磁干扰的功能，提高微光像增强器的抗干扰能力。
本发明的目的之一在于提供一种像增强器外壳的电磁屏蔽层，所述电磁屏蔽层为一个由三层金属薄膜组成复合金属层，该复合金属层从内到外依次由导电漆层金属薄膜、电镀铜层金属薄膜和化学镀锡层金属薄膜组成，所述由三层金属薄膜组成复合金属层具有良好的附着性和电磁屏蔽性能。
优选的，所述电磁屏蔽层的厚度在0.29～0.42mm。
优选的，所述导电漆层金属薄膜的厚度在0.10～0.15mm、电镀铜层金属薄膜的厚度在0.15～0.2mm、化学镀锡层金属薄膜的厚度在0.04～0.07mm。
优选的，所述导电漆可以是铜导电漆、银铜导电漆和镍导电漆的任一种。
本发明的另一个目的在于提供一种像增强器抗电磁干扰的管壳电磁屏蔽层及其制备方法，具体包括以下步骤：
a)将像增强器外壳进行超声清洗并置于烘箱中干燥，然后称取外壳重量m1和量取厚度h1；
b)在烘干的外壳外表面用喷枪喷涂导电漆并置于烘箱中干燥，烘干后称取外壳重量m2和量取厚度h2；
c)配制电镀铜溶液：称取硫酸铜、甲醛、酒石酸钾钠、硫酸镍，加去离子水制备得到电镀铜溶液，并调节溶液PH至11～12；
d)在c)溶液中放入磁力搅拌子和外壳，将溶液升温，并在外壳上通电镀覆，镀覆一定时间后将外壳从溶液中取出，并用去离子水清洗后进行烘干，再称取外壳重量m3和量取厚度h3；
e)配制化学镀锡溶液：称取硫酸亚锡、浓硫酸、对苯二酚、柠檬酸、次亚磷酸钠、硫脲、OP-10乳化剂，加去离子水制备得到化学镀锡溶液；
f)在e)溶液中放入d)烘干后的外壳，将溶液升温镀覆，镀覆一定时间后将外壳从溶液中取出，并用去离子水清洗后将外壳烘干，再称取外壳重量m4和量取厚度h4，即得到应用于像增强器外壳的电磁屏蔽层。
优选的，本发明中置于烘箱中干燥的干燥温度为40～50℃，干燥时间为4～8h。
优选的，本发明中外壳在去离子水冲洗时间为3～5min。
优选的，本发明步骤a)中外壳先在3～5％中性洗涤剂中超声清洗至少5分钟，再在流动的自来水中冲洗5分钟，再在流动的去离子水中冲洗10分钟。
优选的，本发明步骤b)中的喷枪口径在0.5～0.8mm，气压在0.4～0.6mpa
优选的，本发明步骤b)中导电漆种类有铜导电漆、银铜导电漆和镍导电漆。
优选的，本发明步骤c)中所述电镀铜溶液中含有15～25g/L五水硫酸铜、14～18mL/L甲醛、60～70g/L酒石酸钾钠、1.0～1.4g/L硫酸镍。
优选的，本发明步骤d)中溶液温度为30～40℃，磁力搅拌速度为100～300rpm，镀覆时间为25～35min。
优选的，本发明步骤d)中阳极为磷铜板，电流为0.3～0.5A，电压为0.7～0.9V。
优选的，本发明步骤e)中所述化学镀锡溶液中含有15～25g/L硫酸锡、35～45mL/L浓硫酸、1～3g/L对苯二酚、80～100g/L柠檬酸、90～110g/L次亚磷酸钠、50～70g/L硫脲、0.4～0.6mL/L OP-10乳化剂。
优选的，本发明步骤f)中溶液温度为40～50℃，镀覆时间为30～90s。
本发明的有益效果是：
(1)本发明提供的制备方法条件易于控制、工艺参数简单，在用喷涂铜法、电镀铜法和化学镀锡法制备电磁屏蔽层时，有利于金属依次在外壳上生成。
(2)本发明提供的制备方法有较强的灵活性，电磁屏蔽层的厚度易于控制，可对制备的电磁屏蔽层的电磁屏蔽性能进行调控。
(3)本发明制备的电磁屏蔽层由两层铜和一层锡组成。第一层铜主要提升外壳导电性；第二层铜主要提升外壳电磁屏蔽性，第三层锡主要保护内部铜层不氧化，使外壳长久耐用。
(4)本发明制备的电磁屏蔽层厚度在0.29～0.42mm，与像增强器外壳具有良好的附着性。
(5)本发明制备的电磁屏蔽层在10K～107KHz范围内，所制备的外壳电磁屏蔽值为100～200dB。
附图说明
图1为电磁屏蔽层的像增强器外壳结构示意图。
图2为不同膜层的电磁屏蔽曲线。
图中：1—外壳，2—导电漆层，3—电镀铜层，4—化学镀锡层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例1
提供一种像增强器抗电磁干扰的管壳电磁屏蔽层及其制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将像增强器外壳先在3％中性洗涤剂中超声清洗至少5分钟，再在流动的自来水中冲洗5分钟，再在流动的去离子水中冲洗10分钟，然后置于40℃的烘箱中干燥8h，干燥完成后取出外壳称取重量为2.62g，厚度为0.8mm。
(2)用口径为0.5mm，气压为0.4mpa的喷枪在清洗后的外壳外表面喷涂铜导电漆，喷涂完成后将外壳置于45℃的烘箱中干燥7h，干燥完成后取出外壳称取重量为2.73g，厚度为0.93mm。
(3)按15g/L五水硫酸铜、14mL/L甲醛、60g/L酒石酸钾钠、1.0g/L硫酸镍称取各原料，用去离子水溶解后再用NaOH调节溶液pH至11。
(4)向步骤(3)配好的溶液中放入磁力搅拌子和步骤(2)制备好的外壳，并将加热温度设定为30℃，磁力搅拌速度为100rpm，电流为0.3A，电压为0.7V，镀覆25min后将外壳从溶液中取出，用去离子水冲洗3min，然后置于40℃的烘箱中干燥8h，干燥完成后取出外壳称取重量为2.92g，厚度为1.09mm。
(5)按15g/L硫酸锡、35mL/L浓硫酸、1g/L对苯二酚、80g/L柠檬酸、90g/L次亚磷酸钠、50g/L硫脲、0.4mL/L OP-10乳化剂称取各原料，用去离子水溶解后得到化学镀锡溶液。
(6)向步骤(5)配好的溶液中放入步骤(4)制备好的外壳，并将加热温度设定为40℃，镀覆90s后将外壳从溶液中取出，用去离子水冲洗3min，然后置于40℃的烘箱中干燥8h，干燥完成后取出外壳称取重量为3.02g，厚度为1.13mm，得到具有电磁屏蔽层的像增强器外壳。
实施例2
提供一种像增强器抗电磁干扰的管壳电磁屏蔽层及其制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将像增强器外壳先在5％中性洗涤剂中超声清洗至少5分钟，再在流动的自来水中冲洗5分钟，再在流动的去离子水中冲洗10分钟，然后置于45℃的烘箱中干燥6h，干燥完成后取出外壳称取重量为2.65g，厚度为0.86mm。
(2)用口径为0.8mm，气压为0.5mpa的喷枪在清洗后的外壳外表面喷涂银铜导电漆，喷涂完成后将外壳置于50℃的烘箱中干燥4h，干燥完成后取出外壳称取重量为2.79g，厚度为1.05mm。
(3)按25g/L五水硫酸铜、18mL/L甲醛、70g/L酒石酸钾钠、1.2g/L硫酸镍称取各原料，用去离子水溶解后再用NaOH调节溶液pH至12。
(4)向步骤(3)配好的溶液中放入磁力搅拌子和步骤(2)制备好的外壳，并将加热温度设定为40℃，磁力搅拌速度为300rpm，电流为0.4A，电压为0.8V，镀覆30min后将外壳从溶液中取出，用去离子水冲洗5min，然后置于45℃的烘箱中干燥6h，干燥完成后取出外壳称取重量为3.04g，厚度为1.21mm。
(5)按25g/L硫酸锡、40mL/L浓硫酸、2g/L对苯二酚、90g/L柠檬酸、100g/L次亚磷酸钠、70g/L硫脲、0.5mL/L OP-10乳化剂称取各原料，用去离子水溶解后得到化学镀锡溶液。
(6)向步骤(5)配好的溶液中放入步骤(4)制备好的外壳，并将加热温度设定为45℃，镀覆60s后将外壳从溶液中取出，用去离子水冲洗5min，然后置于45℃的烘箱中干燥6h，干燥完成后取出外壳称取重量为3.15g，厚度为1.32mm，得到具有电磁屏蔽层的像增强器外壳。
实施例3
提供一种像增强器抗电磁干扰的管壳电磁屏蔽层及其制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将像增强器外壳先在4％中性洗涤剂中超声清洗至少5分钟，再在流动的自来水中冲洗5分钟，再在流动的去离子水中冲洗10分钟，然后置于50℃的烘箱中干燥4h，干燥完成后取出外壳称取重量为2.63g，厚度为0.83mm。
(2)用口径为0.6mm，气压为0.6mpa的喷枪在清洗后的外壳外表面喷涂镍导电漆，喷涂完成后将外壳置于50℃的烘箱中干燥4h，干燥完成后取出外壳称取重量为2.75g，厚度为0.96mm。
(3)按20g/L五水硫酸铜、16mL/L甲醛、65g/L酒石酸钾钠、1.4g/L硫酸镍称取各原料，用去离子水溶解后再用NaOH调节溶液pH至11。
(4)向步骤(3)配好的溶液中放入磁力搅拌子和步骤(2)制备好的外壳，并将加热温度设定为35℃，磁力搅拌速度为200rpm，电流为0.5A，电压为0.9V，镀覆35min后将外壳从溶液中取出，用去离子水冲洗4min，然后置于50℃的烘箱中干燥6h，干燥完成后取出外壳称取重量为2.97g，厚度为1.11mm。
(5)按20g/L硫酸锡、45mL/L浓硫酸、3g/L对苯二酚、100g/L柠檬酸、110g/L次亚磷酸钠、60g/L硫脲、0.6mL/L OP-10乳化剂称取各原料，用去离子水溶解后得到化学镀锡溶液。
(6)向步骤(5)配好的溶液中放入步骤(4)制备好的外壳，并将加热温度设定为50℃，镀覆30s后将外壳从溶液中取出，用去离子水冲洗4min，然后置于50℃的烘箱中干燥6h，干燥完成后取出外壳称取重量为3.12g，厚度为1.21mm，得到具有电磁屏蔽层的像增强器外壳。
图1为实施例1-3所制备的具有电磁屏蔽层的像增强器外壳结构图，由图可知，从内到外，像增强器外壳依次由塑料外壳、导电漆层、电镀铜层和化学镀锡层组成。
图2为实施例2所制备的像增强器外壳上不同膜层的电磁屏蔽曲线图，从图可知，在像增强器外壳上由化学镀锡层、电镀铜层和导电漆层组成的复合金属层比其它金属层具有更好地电磁屏蔽性。

Claims (10)

1.一种像增强器抗电磁干扰的管壳电磁屏蔽层，其特征在于：
所述电磁屏蔽层为一个由三层金属薄膜组成的复合金属层，该复合金属层从内到外依次由导电漆层金属薄膜、电镀铜层金属薄膜和化学镀锡层金属薄膜组成，所述由三层金属薄膜组成复合金属层具有良好的附着性和电磁屏蔽性能；
所述电磁屏蔽层的厚度为0.29～0.42mm；
所述导电漆层金属薄膜的厚度为0.10～0.15mm，所述电镀铜层金属薄膜的厚度为0.15～0.2mm，所述化学镀锡层金属薄膜的厚度为0.04～0.07mm；
所述导电漆是铜导电漆、银铜导电漆和镍导电漆的任一种。
2.一种根据权利要求1所述的像增强器抗电磁干扰的管壳电磁屏蔽层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a)将像增强器外壳进行超声清洗并置于烘箱中干燥，烘干后称取外壳重量m1和测量外壳壁厚h1；
b)在烘干的外壳外表面用喷枪喷涂导电漆并置于烘箱中干燥，烘干后称取外壳重量m2和测量外壳壁厚h2；
c)配制电镀铜溶液：称取硫酸铜、甲醛、酒石酸钾钠、硫酸镍，加去离子水制备得到电镀铜溶液，并调节溶液Ph至11～12；
d)在c)溶液中放入磁力搅拌子和外壳，将溶液升温，并在外壳上通电镀覆，镀覆一定时间后将外壳从溶液中取出，并用去离子水清洗后进行烘干，再称取外壳重量m3和测量外壳壁厚h3；
e)配制化学镀锡溶液：称取硫酸亚锡、浓硫酸、对苯二酚、柠檬酸、次亚磷酸钠、硫脲、OP-10乳化剂，加去离子水制备得到化学镀锡溶液；
f)在e)溶液中放入d)烘干后的外壳，将溶液升温镀覆，镀覆一定时间后将外壳从溶液中取出，并用去离子水清洗后将外壳烘干，再称取外壳重量m4和测量外壳壁厚h4，即得到应用于像增强器抗电磁干扰的外壳电磁屏蔽层。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a)中：
外壳先在浓度为3～5％中性洗涤剂中超声清洗至少5分钟，再在流动的自来水中冲洗5分钟，再在流动的去离子水中冲洗10分钟；
所述的置于烘箱中干燥的干燥温度为40～50℃、干燥时间为4～8h。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b)中：
所述的用喷枪喷涂导电漆使用的喷枪口径在0.5～0.8mm、气压在0.4～0.6mpa；
所述的置于烘箱中干燥的干燥温度为40～50℃、干燥时间为4～8h；
所述导电漆为铜导电漆、银铜导电漆和镍导电漆的任一种。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤c)中：
所述电镀铜溶液中含有15～25g/L五水硫酸铜、14～18mL/L甲醛、60～70g/L酒石酸钾钠及1.0～1.4g/L硫酸镍。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤d)中：
所述磁力搅拌速度为100～300rpm；
所述将溶液升温的溶液温度为30～40℃，所述镀覆时间为25～35min；
所述在外壳上通电镀覆时阳极为磷铜板，镀覆时电流为0.3～0.5A、电压为0.7～0.9V。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤e)中：
所述化学镀锡溶液中含有15～25g/L硫酸锡、35～45mL/L浓硫酸、1～3g/L对苯二酚、80～100g/L柠檬酸、90～110g/L次亚磷酸钠、50～70g/L硫脲及0.4～0.6mL/L OP-10乳化剂。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤f)中：
所述将溶液升温的溶液温度为40～50℃；
所述镀覆时间为30～90s。
9.根据权利要求2至8任一项所述的制备方法，其特征在于：
所述步骤a)中，外壳重量m1在2.60～2.65g，厚度h1在0.8～1.0mm；
所述步骤b)中，外壳重量m2在2.70～2.80g，厚度h2在0.9～1.15mm；
所述步骤d)中，外壳重量m3在2.90～3.15g，厚度h3在1.05～1.35mm；所述步骤f)中，外壳重量m4在2.95～3.25g，厚度h4在1.09～1.42mm。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：
在10K～107KHz范围内，所制备的外壳电磁屏蔽值为100～200dB。
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